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1、第四章 辅助存储设备保存数据和信息,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,计算机导论(4),Chapter 4 Storage Hardware Preserving Data & Information,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,本章主要内容 Key Questions,4.1 辅助存储设备概述 主存储器和辅助存储器有何区别？基本文件类型有哪些? 4.2 磁带存储器 数据在磁带上如何保存？ 4.3 软盘存储器 软磁盘有哪些主要特性？ 4.4 硬盘 硬盘有哪些主要特性和类型?,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,本章主要内容 Key Questions,4.5
2、光盘 什么是光盘?如何使用光盘? 4.6 备份的重要性 计算机用户为何需要进行数据备份？ 4.7 其他类型的辅助存储设备 什么是闪存？,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,为什么要使用辅助存储器?P4.2,计算机工作时,所使用的程序和数据都必须存放在主存储器(RAM)中。 RAM中存储的信息断电时将全部消失。 为此计算机必须为用户提供能永久性地（直到被删除）保存程序和数据的辅助存储器，如软盘和硬盘。 可以把辅助存储器比作某种有抽屉橱柜，主存储器好比工作桌面。 辅助存储器的存储容量同样可以用KB、MB、GB等表示。,莆田学院现代教育技术中心 2
3、003年12月,文件类型,程序文件 源程序文件 用高级程序设计语言编写的文件 可执行文件 .exe 和 .com 文件 安装文件 setup.exe（Windows文件夹中） install.exe（MS-DOS命令状态下） 数据文件 存放数据，而非程序 ASCII文件 .txt (典型文件名) 图像文件 .bmp .jpg .gif (典型文件名) 音频和视频文件 .wav .mid .mpg .avi 等,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.2 磁带存储器Tape Storage,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,磁带存储器,主要用于大型计算机系统数据备份。 主要优点
4、：存储容量大，存储成本低。微型计算机用的规格为1/4英寸盒式磁带可以存储多达20GB的数据。使用23英寸带盒的DAT (数字音频磁带)存储容量为224 GB。 主要缺点：顺序存取，存取不便且速度不高。,4.3 软盘存储器Diskette Storage,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘与软盘驱动器,软盘是一种常见的外部存储器 软盘驱动器是软盘的存取设备,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘结构,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软磁盘有哪些主要特性？P4.10,磁道和扇区 (Tracks and sectors) 未格式化盘和已格式化盘 (Unformat
5、ted versus formatted diskettes) 存储容量 (Data capacity) 写保护特性 (Write-protect features),莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,磁道和扇区,软盘格式化后被分成若干个磁道，每个磁道又分为若干个扇区，每个扇区存储512个字节。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,磁道 (tracks),磁道是一组同心圆，一个磁道大约有零点几个毫米的宽度，数据就存储在这些磁道上。 一个1.44M的软盘，它有80个磁道，每个磁道有18个扇区，两面都可以存储数据。我们能这样计算它的容量： 801825121440K1.44M。,
6、莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区(Sector)。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区 ,扇区 (sectors),莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘驱动器工作过程,马达带动软盘的盘片转动，转速大概为每分钟300转，磁头定位器是一个很小的步进马达，它负责把磁头移动到正确的磁道，由磁头完成读写操作。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘的存储容量,早期：5-“ 盘 1.2MB 现在：3- 盘
7、 1.44MB,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,3.5”软盘结构图,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,写保护特性,软盘提供了一种简单的写保护方法，3寸盘是靠一个方块来实现的， 拔下去，打开方孔就是写保护了。写保护是个非常有用的功能，可防止误写操作，也避免病毒对它的侵害。 反之就是取消写保护，这时可以往文件里面写入数据，或修改盘上文件。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘格式化,新的软盘在使用前，都要被以一定方式“格式化”(format)，格式化后的磁盘才可以存储数据。所谓“格式化”就是在软盘上按一定标准划分出所谓“磁道”和“扇区”。比如常规情况下，一张3.5
8、英寸软盘格式化容量为1.44M，它的每一面被划分成80磁道（同心圆），每磁道18扇区。数据被存放在这些磁道扇区上，在读取数据时，也会以这些磁道扇区为基准进行检索。 现在市场上购买的软盘一般都是预格式化过(preformatted)。 软盘格式化后，盘上所有数据将被全部清除。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,格式化方法,MS-DOS状态下 format a: Windows桌面“我的电脑”窗口中 在A盘图标上按鼠标右键，选取“格式化”菜单项。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,“钥匙盘”:似乎很神秘,一般情况下，相同格式化后的磁盘间的数据可以相互拷贝，因此，也就容易发生软件
9、被非法使用的情况。 许多软件（如全国计算机等级考试软件）安装或运行时需要在软驱中插入专门的“钥匙盘”。你可以很轻易地把这张盘复制到另外一张3.5英寸软盘上，但复制盘却不能运行。同样，如KILL、瑞星等杀毒软件也是如此。这就是因为拷贝程序不能把原盘上的那些校验信息拷走的缘故。因此，这些软件厂商通过钥匙盘的方式减少了非法使用。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,“钥匙盘”的秘密,钥匙盘在磁盘上创建并使用了非标准的磁道或扇区，并且在这些特殊位置上存放了一些特别信息，甚至在盘片上用激光打出特定的标志点。这样在软件运行时，程序会驱动磁头寻找特殊磁道扇区或标志点，并读取校验那些特别信息，如果正确
10、，程序才可以继续运行。显然，这些位置是隐蔽的，不能被一般的拷贝软件复制，否则就没有意义。 不过，钥匙盘挡住了普通用户的复制行为，对于程序高手却是小菜一碟。由于软盘结构简单，加上钥匙盘加密技术已经广为流传，所以一些破解者对付钥匙盘早已触类旁通，他们可以通过磁盘工具静态分析磁盘上的特殊位置并复制，也可以动态跟踪程序读写检验动作，分析加密点。更有甚者，他们编写针对某类钥匙盘的仿真程序，运行这个程序，就可以在另一张空白盘上模拟出假的钥匙盘来，结果，使得采用钥匙盘加密的商家深受其害。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,使用软盘应注意什么？,软盘的优点是价格低廉，贮存和携带方便。重要和机密的数据
11、可以脱机保存。 软盘本身具有的一些天生弱点，除了存储容量小，还有速度低、易磁化、易潮霉、易折损等缺点。在使用软盘时，需要注意：不要划伤盘片，盘片不能变形、不能受高温、不能受潮、不要靠近磁性物质等等。 使用大容量闪速存储器且小巧玲珑的“优盘”有取代软盘的趋势，所以有人说“闪存是软驱终结者”。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.4 硬盘 Hard Disks,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘的组织结构 P4.13图4.8,硬盘的结构： 硬盘的结构和软盘差不多，是由 磁道(Tracks) 扇区(Sectors) 柱面(Cylinders) 磁头(Heads) 组成的。,
12、读写磁头,电机转轴,硬盘 盘片,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘的接口类型,硬盘的接口类型主要分为EIDE和SCSI两种。 早期的EIDE接口硬盘采用了PIO Mode 4模式，其传输速率可以达到16.6MBs，后来由于采用了UltraDMA33(或称ATA4)技术，传输速率一下子提高到了33.3MBs。如今主流的新一代Ultra DMA66接口硬盘，其接口界面已经获得了Intel与世界八大主要个人电脑制造商以及全部硬盘制造商的支持，数据传输率比UltraDMA33翻了一倍，达66MBs。而更高的Ultra DMA100和Ultra DMA166目前也已经在酝酿之中。 SCSI
13、接口硬盘的基本数据传输率是20MBs(8bit,50线)。在应用了Ultra WIDE标准后，其传输速率可以达到40MBs；采用Ultra2 WIDE SCSI标准后，其传输速率还可以升至80MBs(16bit,68线)；而采用Ultra 160m SCSI标准接口后，其传输速度更可以飙升到160MBs。另外，目前还有一种采用FCAL光纤通道接口的硬盘，其传输速率可以达到100MBs的数据传输率。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,EIDE接口,EIDE-”增强型智能磁盘设备” 通过扁平电缆将硬盘或光驱连接到个人计算机上 最多可连接四个硬盘(或光盘) 结构简单,价格较低,莆田学院现代
14、教育技术中心 2003年12月,SCSI接口,用于MAC计算机和高档PC机(主要是服务器) 可串接715个外设 数据传输率高 价格较高,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘：0磁道损坏,盘片最外圈的磁道为第0磁道，存放所谓“硬盘主引导记录”(硬盘本身的管理程序）。0磁道损坏，将使硬盘无法使用。 如何修复? ftp:/172.16.96.10/ 文件夹 计算机导论课件 图解：用DE修复0磁道损坏硬盘.htm等,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘跳线：主盘和从盘,通常情况下，一台计算机只能有一个硬盘作为启动盘（主盘）。硬盘出厂时默认设置为主盘状态。 使用多个硬盘时，必须通
15、过硬盘上的跳线设置，规定所用硬盘在计算机系统中作为主盘（可作启动盘）或仅作为从盘使用。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘跳线设置,PK：当这个跳线短接时，磁头被固定在安全位置，防止运输过程中磁头的移动。 CS：此方式利用经过特殊处理的数据线来设定主盘和副盘，第28根数据线为选择线，有则为主盘，无则为副盘，这种方法很少见。 DS：当这个跳线短接时，硬盘作为主盘 (Master)。 SP：当这个跳线短接时，硬盘作为副盘 (Slave)。,跳线设置,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,使用硬盘应注意什么?,硬盘盘片表面极为精细，与磁头的间距极其微小。当盘片开始高速转动后，会带
16、动周围的空气产生气流成为“阻尼”效应，使得磁头可以浮起来，磁头就是靠这气流浮在盘片上，很细微的灰尘也会将其划伤。正因为如此，硬碟很怕震动，更怕摔了，一旦稍微用力的震动，就可能会造成磁头与碟片碰触，磨损碟片，轻则造成此部分硬盘永远无法读写任何资料，重则整个硬盘报废。所以，硬盘是电脑中最小气的部件之一，一个很小的磕碰或是震动，就可能让它报销掉，我们在移动硬盘的时候必须非常小心。 因此，硬盘的盘片、磁头、定位机构、空气过滤器等均被密封在空气洁净度极高的盘腔内，所以用户在任何时候都不要自己拆卸硬盘，打开盘腔（除非打算报废硬盘）。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.5 光盘Optical Disks,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,光存储技术概述,当个人电脑还刚为普及时，信息的交换往往都是通过软盘来实现，也就是我们所熟悉的 3.5 英寸盘以及 5.25 英寸盘。这两个存储介质的容量相当小，前者为1.44MB，后者为1.2MB。虽然对于当时，这个容量已经绰绰有余。它的另一个弊端就是，两者的数据可靠性都很低，其坏损率相当高，可能放在软驱
